数据库设计与优化是指通过合理的结构和规划来创建和管理数据库，以提高数据库的性能、可扩展性和可靠性。以下是数据库设计与优化的一些关键点：
数据库设计的原则包括实体完整性、关系完整性、域完整性和应用程序透明性。实体完整性保证每个表中的每行都有唯一的标识，关系完整性保证表之间的关系符合业务规则，域完整性确保每个字段只包含正确的数据类型和范围，应用程序透明性确保应用程序不会受到更改表结构的影响。
数据库范式是一种设计原则，旨在消除冗余数据并提高数据一致性。常见的范式包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和Boyce-Codd范式（BCNF）。在设计数据库时，需要根据具体情况选择最适合的范式。
索引可以提高数据库查询的速度，但如果使用不当，也会降低写入性能。需要综合考虑查询频率、数据量和索引的大小选择创建哪些索引，同时定期维护索引以确保其有效性。
分区是将数据库表分成多个部分以提高查询性能和管理性。分区可以按照数据范围、哈希、列表或轮换等方式进行，需要根据具体情况选择最适合的分区策略。
数据库缓存可以减少对磁盘的访问次数，提高数据库读取操作的速度。可以通过使用内存缓存、片段缓存、全局缓存等技术来实现数据库缓存。
查询优化可以减少查询执行时间并提高查询性能。可以通过优化查询语句、选择最优的查询计划、减少IO开销、使用合适的索引等方式来实现查询优化。
备份和恢复是数据库设计中非常重要的一部分，可以防止故障和数据丢失。需要定期对数据库进行备份，并将备份文件存储在安全的地方。在发生故障时，可以使用备份文件进行数据库的恢复。
总之，数据库设计与优化是一项复杂的任务，需要全面考虑数据库的可靠性、性能和可扩展性等方面。只有深入理解业务需求并根据需求进行细致的规划和设计，才能创建出高效、稳定和易于管理的数据库系统。